還記得當年的“推土機”模塊架構嗎？

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武俠小說中不乏這樣的橋段：武林高手修煉到一定境界后往往會覺得高處不勝寒，因為能跟他匹敵的對手越來越少，哪怕雙方正反立場不同，英雄豪杰也會惺惺相惜。Intel目前在高端處理器市場上少了AMD這個對手，他們會懷念雙方你爭我奪的“美好時光”嗎？這個問題恐怕只有Intel自己知道了。過去的幾年中，AMD的“推土機”模塊化架構曾高喊著革命口號出生，但并沒有把Intel拉下馬，反倒給自己惹了不少“麻煩”，正如我們所看到的那樣，AMD在高性能處理器市場沉淪了將近5年。

如果將時光倒轉10年，AMD憑借K8“大錘”處理器也是有過輝煌的，Intel當年在奔騰4時代被AMD“欺負”，充分體驗到了“高分低能”的感覺。但是，Intel對AMD來說是巨無霸一般的存在，即便是AMD處理器叫好又叫座，Intel公司CPU一哥的地位依然無法撼動，而且他們有足夠的實力翻盤。Core處理器橫空出世之后，Intel重新逆轉了對AMD處理器的性能優勢，在K8之后AMD推出的K10處理器遭遇了bug及制程的雙重困擾，整體表現要比K8平庸多了，眼睜睜看著Intel華麗轉身。

作為一家營收不足Intel公司1/10的“小公司”，AMD公司的斗志以及創新精神讓人敬佩，在HT總線、DDR內存、多核處理器等技術上敢為人先，而在64位X86指令集上更是讓Intel低頭認輸，直到現在這個勝利都是AMD最為驕傲的成績之一。因此，在K10架構之后，AMD嘔心瀝血研發的“推土機”模塊化架構讓玩家產生了極大的期待，筆者當年在推土機架構前瞻一文中曾提到，希望AMD能借該架構實現對Intel的“復仇”，重現K8時代的輝煌。

但是，最后的結果大家現在都知道了，推土機架構處理器就像是跳水運動員一樣，起點很完美，但入水時浪花太大而撲街，實際表現不盡如人意。這次高開低走也讓AMD心灰意冷，推土機架構在桌面市場小幅升級到第二代Piledriver打樁機架構之后就草草結束FX處理器更新，后面兩代架構只在Kaveri及Carrizo兩代APU上出現，桌面版到現在為止差不多5年沒升級了。

從2011年FX-8150發布到2015年Carrizo APU問世，AMD的模塊化架構一共出了Bulldozer推土機、Piledriver打樁機、Steamroller壓路機及Excavator挖掘機四代。其中，前兩代用于FX及APU處理器，2012年之后AMD就不再升級FX系列的架構了（產品型號倒是有升級），Steamroller壓路機及Excavator挖掘機只有APU上才有用，制程工藝也只從32nm升級到28nm，而Intel在這幾年中一直升級了SNB、IVB、Haswell、Broadwell及Skylake等處理器，制程工藝也從32nm一路升級到22nm、14nm及最新的14nm Plus。

在本文中，我們就來回顧下AMD模塊化架構6年來走過的路，無論大家對它以往的評價如何，現在都不重要了，因為我們都知道那已經是過去時了，AMD即將在今年Q1季度推出Ryzen處理器，全新的Zen架構、14nm LPP工藝以及AM4平臺使得Ryzen更有吸引力，它身上也沒了“推土機”架構的影子，從內核到緩存都重新設計了。

Bulldozer推土機，模塊化架構之始

AMD推的第一代模塊化架構就是Bulldozer推土機，以至于“推土機”都成了AMD整個模塊化架構的代名詞。在推土機問世之時，其架構確實有很多革命性之處，包括全新的SSE5指令集、模塊化多核、彈性浮點單元等設計都有其獨到之處，也確實讓人有耳目一新的感覺。

鑒于我們在之前的相關文章中有過對推土機架構的詳細分析，這里便不再贅述架構設計了。當時AMD對多核多線程的設計走的是物理多核，不同于傳統的SMT同步多線程，推土機的模塊化多核被稱為CMT物理多核，其設計意圖就是希望通過2個整數單元、1個共享浮點單元解決實際使用中整數多于浮點的過程，理論上這種設計要比SMT多線程更有效率。

推土機架構產品中，旗艦型號是FX-8150，號稱首款桌面8核處理器，頻率3.6-4.2GHz，支持DDR3-1866，8MB L3緩存，規格比Intel當年的SNB旗艦Core i7-2600K還要高，只不過125W TDP功耗高于后者的95W，畢竟核心數比SNB還是多了一倍。

但遺憾的是，在最終的性能表現上，推土機并沒有實現AMD的期待——2011年早些時候Intel推出了SNB處理器，在與SNB的對比中，8核推土機除了在多線程上憑借核心多一倍略有優勢之外，單線程性能被SNB處理器完勝，在延遲、內存帶寬等方面也不如Intel處理器。

更重要的是，AMD的推土機使用的是GlobalFoundries的32nm SOI工藝，雖然同期Intel SNB處理器也是32nm工藝，但8核推土機核心面積高達315mm？，晶體管數量才12億，而Intel 4核SNB處理器的核心面積只有216mm？，晶體管數量則達到11.6億，且后者還是包含GPU核心在內的。

最終的結果就是8核推土機架構在技不如人的情況下，發熱、功耗控制更是不如SNB處理器，而GF的32nm工藝產能、良率當時也不給力，多重因素制約下，推土機首發表現很難讓市場認可，消費者并不買賬，唯一值得“炫耀”的就是AMD FX-8150處理器價格只要200美元左右，比Intel 4核Core i7便宜50%左右，性價比是AMD僅存的優勢了。

Piledriver打樁機，創高頻記錄

第一代模塊化架構推土機并沒有一鳴驚人，AMD在第二代模塊化架構“Piledriver”中對推土機架構做了修補，2012年10月份正式推出了Vishera平臺，AMD在此基礎上不僅推出了FX-8150的繼任者FX-8350，還衍生出世界首款5GHz處理器FX-9590，還有TDP降至95W的FX-8370E/8320E處理器。

相比第一代的Bulldorzer架構，Piledriver打樁機的硬件單元變化不大，它主要提升了一倍的L1 TLB單元、新增HW Divider硬件分配器、改善了S/L操作效率、提升了L2緩存效率及預測精度、優化了整數及浮點單元調度，增加了FMA4、BMI、CVT16、TBM等指令，整體上是對推土機架構小修小補，目的是提高架構效率，降低能耗。

從AMD給出的資料來看，Piledriver相比Bulldozer架構減少了10%的動態功耗，同樣的電壓下大幅提升了CPU頻率空間，以FX-8350為例，同樣是在125W TDP下，其基礎頻率從FX-8150的3.6GHz增加到了4GHz，加速頻率則達到4.2GHz。

Piledriver架構效率的提升使得AMD在擴展新品上有了更多的靈活性，TDP增至220W的情況下，他們推出了號稱世界首款5GHz頻率的FX-9590處理器，而同樣是8核配置下又推出了TDP降至95W的FX-8370E/8320E處理器。遺憾的是，AMD這兩波產品都沒有獲得市場認可，消費者并不買賬，有鑒于此，AMD之后索性也就不再折騰FX系列處理器了。從Piledriver架構之后，AMD事實上放棄了FX產品線，新品升級都沒了。

除了略顯悲催的FX系列處理器之外，Piledriver還用在了Trinity APU上，第一代Llano APU因為時間關系沒趕上推土機架構，使用的還是K10架構CPU核心，而Trinity直接上了第二代模塊化架構。用于APU的Piledriver架構砍掉了L3緩存，核心數也從8核降至4核，還增加了GPU核心，TDP功耗也降至100W以內。

AMD的第二代模塊架構Piledriver改善了推土機架構的效率、功耗，但整體上并沒有根本性變化，并不足以扭轉AMD的困境。相反Intel當年推出了22nm工藝的IVB處理器，而且用上了FinFET工藝，GlobalFoundries的32nm SOI工藝即便成熟起來了，AMD與Intel之間的性能、功耗差距實際上越來越大了。

Steamroller壓路機，工藝升級28nm

Piledriver在FX系列處理器上的失利讓AMD放棄了高性能平臺，高端市場已經無力再跟Intel招架，8核打4核、定價更低的情況下依然無法獲得玩家青睞，AMD第三代模塊化架構Steamroller索性只用在了Kaveri APU上。

早前，AMD官方路線圖中表示Piledriver的重點是優化效率，Steamroller才被視作性能增強版，發布之前官方及小道消息都在強調Steamroller架構性能有明顯提升，比前代提升至少30%，甚至可以對壘Intel的Haswell架構，這才是模塊化架構本來應該有的樣子，之前的架構名不副實。

Kaveri的最終成品是我們之前已經熟悉的A10-7850K及后續衍生出來的A10-7870K等，其CPU使用了4個Steamroller核心，AMD增加了L1數據緩存到96KB，整數單元擁有獨立的解碼單元，分支預測更有效率，增強了指令的數據預取性能，核心思路還是提高單核執行能力，推動每瓦性能比進一步提升。

具體到產品上來看，Kaveri APU除了CPU、GPU架構升級之外，內存頻率也提升到DDR3-2133MHz，支持了PCI-E 3.0，而且制程工藝也從之前的32nm SOI升級到了28nm SHP，AMD從這一代節點開始放棄SOI工藝，而28nm雖然也不是最適合CPU的高性能工藝，但AMD已經顧不了這么多了，現在的重點是APU產品線，FX系列已經不聞不問了。

Kaveri在AMD APU產品線的表現算是很不錯了，CPU、GPU架構及工藝升級使之具備更好的性能、功耗表現，雖然CPU性能依然不能跟Intel同代相提并論，但憑借GPU的優勢，Kaveri挑戰Core i3或者部分Core i5處理器還是可以的，能滿足一般家庭使用。

不過，AMD最大的問題還是出在自己身上，Kaveri自身進度一拖再拖，發布時間從2013年推到了2014年初，真正鋪貨時間更晚，而后續產品又出現了脫節，導致了AMD在2015年又用Kaveri Refresh硬撐一年，這就到了Carrizo一代了。

Excavator挖掘機，模塊化架構最終體

時間到了2015年，AMD在臺北電腦展上正式發布了Carrizo APU，相比Kaveri升級到了第四代模塊化架構Excavator挖掘機，制程工藝還是28nm SHP不變，但這一次AMD繼續挖掘工藝潛力，在核心面積從245mm？僅僅增加到250mm？的情況下提高了晶體管密度，31億晶體管要比Kaveri APU的24億多了29%。

在Excavator架構上，AMD的重點還是繼續優化效率，降低功耗，從Steamroller壓路機的高性能庫轉向高密度庫設計，換來的好處就是同樣的28nm工藝下，CPU內核面積可以減少23%，功耗更低，自適應電壓技術的加入減少了10%的電壓波動，泄露減少了18%，同樣的功率下頻率可提升10%，或者同樣的頻率下減少20%的功耗。

另一方面，Excavator架構還增加了新技術、新規范支持，它支持AVX2指令集，還有DDR4內存，其中Carrizo桌面版中的A12-9800頻率從之前的3.7-4.0GHz提升到了3.8-4.2GHz，TDP功耗反而從95W降低到了65W。

可惜的是，Carrizo的Excavator架構雖然日趨成熟，但AMD在進度上一直不盡如人意，Carrizo 2015年就推出了移動版，桌面版本應該緊隨其后，但還是由于各種問題延期，直到2016年9月份才算是正式發布桌面版，支持DDR4和AM4平臺這亮點還是挺有新意的，但是AMD的AM4平臺又因為Zen處理器延期，使得Carrizo桌面版發布了也沒啥存在感，直到現在你也無法在零售渠道買到A12-9800處理器，更沒有AM4平臺主板可用。

考慮到Ryzen處理器即將在Q1季度問世，恐怕AM4平臺的問題即便解決了，大家對Carrizo桌面版APU也沒啥興趣了，因為Ryzen處理器顯然更值得期待。

總結

從Bulldozer推土機開始，AMD的模塊化多核架構先后衍生出Piledriver打樁機、Steamroller壓路機和Excavator挖掘機四代，制程工藝從32nm SOI升級到28nm SHP，功耗、發熱及性能也越來越成熟。但是回頭來看，AMD模塊多核的理念最終是鏡中花水中月，并沒有如最初期待的那樣對X86架構進行革命，反倒是讓AMD在這5年中徹底敗走高性能處理器市場，徒留Intel寂寞沙洲冷。

AMD的模塊化架構失利有多方面因素，制程工藝上AMD還要受到GlobalFoundries的掣肘，后者在32nm SOI、28nm及FinFET工藝上磕磕絆絆不斷，直到全盤使用三星的14nm FinFET工藝之后才算穩定下來。

不過，AMD自身問題才是根源，四代模塊架構即便性能打不過Intel，但也不至于混到這般下場，公平地說推土機等架構在多線程性能上還是有實力一戰的，但AMD各種進度延期導致它們并不能在合適的機會問世，就算是玩田忌賽馬策略，好歹也要有幾匹馬上場才行啊！

只是這些話現在都沒意義了，過去5年中推土機架構不論是有功還是有過，現在它們都走到了生命盡頭，同樣拖延很久的Zen架構很快就要來了，AMD完全放棄了推土機架構中的物理多核思路，重新回歸SMT多線程，CPU內核、緩存系統也重新設計，模塊多核的概念已經沒有多少存在感了。